CN111220620A - 一种机器视觉外观瑕疵检测装置及其瑕疵检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机器视觉检测和测量以及装备夹持领域，公开了一种机器视觉外观瑕疵检测装置，其包括：安装支架、检测装置、光源装置、夹持装置和调节装置，另外还公开了一种机器视觉外观瑕疵检测方法，本发明利用固定检测装置、镜头和光源，通过旋转轴改变产品的位置以及跟光源的相对角度，结构简单、检测效果不受光源角度限制、调整精度高、通用性好。
Description
技术领域
本发明属于机器视觉检测和测量以及装备夹持领域，具体涉及一种机器视觉外观瑕疵检测装置及其瑕疵检测方法。
背景技术
产品外观上的瑕疵，例如：脏点、刮花、裂痕等，是关键品质问题；产品的外观瑕疵检测是制程中的必要步骤。该步骤要么用人工目检实现，要么用自动化机器视觉检测装置代替人眼实现。用自动化机器视觉检测装置检测产品瑕疵，核心技术是针对瑕疵的特征，通过设计光路，把瑕疵清晰的成像出来。
当前市场上通用的方式是固定产品，然后通过改变光源中LED颗粒的安装角度来改变光路，例如：0°光、45°光、平行光等等，其缺点是，LED颗粒的固定方式是焊接，一旦将LED颗粒焊接好，角度就固定，不能改变了。假设产品有10种瑕疵，分别需要10种不同角度的光路才能清晰成像，那么机器视觉外观检测装置上就要安装10种光源，缺点是：结构复杂、光路调整角度受光源种类限制、调整精度低、通用性差。
发明内容
本发明提供一种机器视觉外观瑕疵检测装置及其瑕疵检测方法，以解决现有技术中检测装置结构复杂、精度低通用性差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种机器视觉外观瑕疵检测装置，其包括：安装支架、检测装置、光源装置、夹持装置和调节装置，所述安装支架上连接固定架，所述监测装置安装在固定架上，所述光源装置与监测装置的正对设置，且所述光源装置连接于所述安装支架；所述夹持装置与所述检测装置对应设置，且所述夹持装置连接有旋转轴，所述转轴的另一端连接在所述调节装置上。
作为优选方案，所述光源装置包括环状LED光源。
作为优选方案，所述夹持装置与所述光源装置之间留有能让夹持装置转动一圈的高度。
作为优选方案，所述夹持装置设置为一个或多个抱夹。
作为优选方案，所述夹持装置设置为一个或多个吸盘。
作为优选方案，所述调节装置可在所述检测装置的观测平面的平行平面内任意移动。
作为优选方案，所述调节装置可在检测装置观测平面的法线方向上随意移动任意距离。
基于一种机器视觉外观瑕疵检测装置，本发明还公开了一种机器视觉外观瑕疵检测方法，所述方法包括：
S1，根据物体特点选择吸嘴或夹子的方式将物体固定在所述夹持装置上；
S2，通过调整所述调节装置使被检测物体移动到所述检测装置的检测范围内。
S3，所述旋转轴进行任意角度的旋转，当被检测物体的目标检测区出现在所述检测装置的检测范围内时，旋转轴停止旋转。
S4，所述旋转轴进行微动旋转，以改变被检测物体表面与所述光源装置的相对角度，从而改变入射光到被检测物体目标检测区的角度和从被检测物体的目标检测区上反射光的角度，以改变被检测物体目标检测区的成像效果，并找到最佳成像角度；
S5，所述调节装置调整被检测物体与所述检测装置观测平面法向上的距离，实现对目标检测区的对焦。
S6，所述检测装置进行拍摄检测，检测完毕后，调整所述调节装置将被检测物体移动到步骤S3中所述旋转轴停止旋转的位置，且所述旋转轴恢复到步骤S3中停止旋转的角度；
S7，重复步骤S3-S6，直到所述旋转轴旋转360°；
S8，将已检测的面更换为固定面，重复步骤S1-S7完成对被检测的物体的全面检测。
S9，记录每个旋转一定角度上每个检测范围内的每种瑕疵对应的位置关系,形成完整的外观瑕疵成像流程。
作为优选方案，所述旋转轴可以360°旋转，角度步进精度为0.5°。
本发明提供一种机器视觉外观瑕疵检测装置及其瑕疵检测方法，其包括：安装支架、检测装置、光源装置、夹持装置和调节装置，另外还公开了一种基于机器视觉外观瑕疵检测装置的瑕疵检测方法，本发明利用固定检测装置、镜头和光源，通过旋转轴改变产品的位置以及跟光源的相对角度，结构简单、检测效果不受光源角度限制、调整精度高、通用性好。
附图说明
图1是本发明实施例一种机器视觉外观瑕疵检测装置的结构示意图；
图2是本发明一种实施例夹持装置的结构示意图之一；
图3是本发明一种实施例夹持装置的结构示意图之一。
其中，1、安装支架；2、固定架；3、检测装置；4、旋转轴；5、光源装置；6、被检测物体；7、夹持装置；8、调节装置；71、吸盘；72、抱夹。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明优选实施例的一种机器视觉外观瑕疵检测装置3，其特征在于，包括：安装支架1、检测装置3、光源装置5、夹持装置7和调节装置8，安装支架1上连接固定架2，监测装置安装在固定架2上，光源装置5与监测装置的正对设置，且光源装置5连接于安装支架1；夹持装置7与检测装置3对应设置，且夹持装置7连接有旋转轴4，转轴的另一端连接在调节装置8上，利用固定检测装置3、镜头和光源，通过旋转轴4改变产品的位置以及跟光源的相对角度，结构简单、检测效果不受受光源角度限制、调整精度高、通用性好。
作为优选方案，光源装置5设置为LED光源。
作为优选方案，夹持装置7与光源装置5之间留有能让夹持装置7转动一圈的高度。
如图2所示，作为本发明的一种优选实施例，夹持装置7设置为一个或多个抱夹72。
如图3所示，作为本发明的一种优选实施例，夹持装置7设置为一个或多个吸盘71。
作为优选方案，调节装置8可在检测装置3的观测平面的平行平面内任意移动。
作为优选方案，调节装置8可在检测装置3观测平面的法线方向上随意移动任意距离。
基于一种机器视觉外观瑕疵检测装置，本发明还公开了一种机器视觉外观瑕疵检测方法，该方法包括：
S1，根据物体特点选择吸嘴或夹子的方式将物体固定在夹持装置7上；
S2，通过调整调节装置8使被检测物体6移动到检测装置3的检测范围内，调节装置8夹持被检测物体6，在空间内的位置可用以夹持装置7的三轴限位点为原点的空间坐标系的坐标表示，记作(x，y，z)。
S3，旋转轴4进行任意角度的旋转，当被检测物体6的目标检测区出现在检测装置3的检测范围内时，旋转轴4停止旋转，旋转轴4的转动角度可用θ表示。
S4，旋转轴4进行微动旋转，以改变被检测物体6表面与光源装置5的相对角度，从而改变入射光到被检测物体6目标检测区的角度和从被检测物体6的目标检测区上反射光的角度，以改变被检测物体6目标检测区的成像效果，并找到最佳成像角度。
S5，调节装置8调整被检测物体6与检测装置3观测平面法向上的距离，实现对目标检测区的对焦。此时，可根据空间坐标(x，y，z)和θ的大小来记录瑕疵的位置。
S6，检测装置3进行拍摄检测，检测完毕后，调整调节装置8将被检测物体6移动到步骤S3中旋转轴4停止旋转的位置，且旋转轴恢复到步骤S3中停止旋转的角度；
S7，重复步骤S3-S6，直到旋转轴4旋转360°；
S8，将已检测的面更换为固定面，重复步骤S1-S7完成对被检测的物体的全面检测。
S9，记录每个旋转任意角度上每个检测范围内的每种瑕疵对应的位置关系,形成完整的外观瑕疵成像流程。
作为优选方案，旋转轴4可以360°旋转，角度步进精度为0.5°。
综上，为了克服现有技术中存在结构复杂、光路调整角度受光源种类限制、调整精度低、通用性差的缺陷，本发明的目的在于提供一种机器视觉外观瑕疵检测装置3及其光路调整方法。固定检测装置、镜头和光源，通过光路调整机构改变产品的位置以及跟光源的相对角度，本发明实施例提供一种机器视觉外观瑕疵检测装置3，其包括：安装支架1、检测装置3、光源装置5、夹持装置7和调节装置8，安装支架1上连接固定架2，监测装置安装在固定架2上，光源装置5与监测装置的正对设置，且光源装置5连接于安装支架1；夹持装置7与检测装置3对应设置，且夹持装置7连接有旋转轴4，转轴的另一端连接在调节装置8上，与现有的技术相比，本发明具有以下突出优点和效果：结构简单、可以调整出任意角度的光路、调整精度高、通用性好的优点。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通计数人员来说，在不脱离本发明计数原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种机器视觉外观瑕疵检测装置(3)，其特征在于，包括：安装支架(1)、检测装置(3)、光源装置(5)、夹持装置(7)和调节装置(8)，所述安装支架(1)上连接固定架(2)，所述监测装置安装在固定架(2)上，所述光源装置(5)与监测装置的正对设置，且所述光源装置(5)连接于所述安装支架(1)；所述夹持装置(7)与所述检测装置(3)对应设置，且所述夹持装置(7)连接有旋转轴(4)，所述转轴的另一端连接在所述调节装置(8)上。
2.如权利要求1所述一种机器视觉外观瑕疵检测装置(3)，其特征在于，所述光源装置(5)包括环状LED光源。
3.如权利要求1所述一种机器视觉外观瑕疵检测装置(3)，其特征在于，所述夹持装置(7)与所述光源装置(5)之间留有能让夹持装置(7)转动一圈的高度。
4.如权利要求1所述一种机器视觉外观瑕疵检测装置(3)，其特征在于，所述夹持装置(7)设置为一个或多个抱夹(72)。
5.如权利要求1所述一种机器视觉外观瑕疵检测装置(3)，其特征在于，所述夹持装置(7)设置为一个或多个吸盘(71)。
6.如权利要求1所述一种机器视觉外观瑕疵检测装置(3)，其特征在于，所述调节装置(8)可在所述检测装置(3)的观测平面的平行平面内任意移动。
7.如权利要求1所述一种机器视觉外观瑕疵检测装置(3)，其特征在于，所述调节装置(8)可在检测装置(3)观测平面的法线方向上随意移动任意距离。
8.一种基于权利要求1～7所述的机器视觉外观瑕疵检测装置(3)的瑕疵检测方法，所述方法包括：
S1，根据物体特点选择吸嘴或夹子的方式将物体固定在所述夹持装置(7)上；
S2，通过调整所述调节装置(8)使被检测物体(6)移动到所述检测装置(3)的检测范围内。
S3，所述旋转轴(4)进行任意角度的旋转，当被检测物体(6)的目标检测区出现在所述检测装置(3)的检测范围内时，旋转轴(4)停止旋转。
S4，所述旋转轴(4)进行微动旋转，以改变被检测物体(6)表面与所述光源装置(5)的相对角度，从而改变入射光到被检测物体(6)目标检测区的角度和从被检测物体(6)的目标检测区上反射光的角度，以改变被检测物体(6)目标检测区的成像效果，并找到最佳成像角度；
S5，所述调节装置(8)调整被检测物体(6)与所述检测装置(3)观测平面法向上的距离，实现对目标检测区的对焦。
S6，所述检测装置(3)进行拍摄检测，检测完毕后，调整所述调节装置(8)将被检测物体(6)移动到步骤S3中所述旋转轴(4)停止旋转的位置，且所述旋转轴(4)恢复到步骤S3中停止旋转的角度；
S7，重复步骤S3-S6，直到所述旋转轴(4)旋转360°；
S8，将已检测的面更换为固定面，重复步骤S1-S7完成对被检测的物体的全面检测。
S9，记录每个旋转一定角度上每个检测范围内的每种瑕疵对应的位置关系,形成完整的外观瑕疵成像流程。
9.如权利要求8所述一种基于权利要求1～7所述的机器视觉外观瑕疵检测装置(3)的瑕疵检测方法，其特征在于，所述旋转轴(4)可以360°旋转，角度步进精度为0.5°。
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